Les cr staux du v vant
Les cristaux sont très présents dans notre quotidien: sel, neige, gemmes... On trouve également des cristaux chez les êtres vivants.
> PROBLEME: Quelles structures cristallines existent chez les êtres vivants et quels sont leurs rôles?
Commencer !
CONSIGNE : A partir de l'étude des documents et du matériel, vous passerez 20 minutes sur chaque poste et durant les 15 minutes restantes, vous complèterez le tableau en annexe avec :
- les cristaux présents chez chaque être vivant ;
- les propriétés de ces cristaux
- les impacts/rôles de ces structures chez chaque être vivant.
Poste 1 Les cristaux chez lES ANIMAUX
Les calculs rénaux
La coquille d'oeuf de poule
Les os
Poste 2 Les cristaux chez les VEGETAUX
Les raphides des végétaux
Menu
Le métabolisme du calcium (permettant de réguler le taux de calcium dans le corps) chez l’homme peut entraîner une accumulation d’oxalate de calcium dans le sang. Filtré par le rein, il peut y cristalliser sous forme de « calculs » (De calculus = « caillou »)
Scanner d'un patient atteint de coliques nephrétiques : douleurs dues à la présence d'un "calcul" dans le système urinaire.(vue longitudinale de face à gauche et vue transversale à droite)
Menu
Les calculs rénaux sont de petites pierres formées d’acides et de sels minéraux qui se trouvent dans les reins. Normalement, ces substances sont diluées dans l’urine. Toutefois, lorsque l’urine est concentrée, les minéraux peuvent se transformer en cristaux solides et former un calcul. La forme la plus fréquente est l'oxalate de calcium Ca(COO)2
Cristaux d'oxalate de calcium dans un échantillon d'urine
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> Les cristaux de la coquille d'oeuf
Les œufs des oiseaux ont la particularité d’être entourés d’une coquille carbonatée permettant une protection efficace de l’embryon en développement. Pour identifier le minéral qui la constitue, on se propose de réaliser un test à l'acide chlorhydrique (HCl).
Le calcaire est une roche sédimentaire carbonatée, composée d'au moins 50% de calcite (CaCO3). Lorsque l'on verse une goutte d'HCl sur celui-ci, on remarque une effervescence.
Matériel à disposition : - coquilles d’œuf et roche (calcaire)- Solution d’acide chlorhydrique à 10%- Gants et lunettes de protection
Menu
Protocole - test d'effervescence a l'hcl
1. Déposer quelques gouttes d’acide chlorhydrique sur le calcaire : cela correspond à votre expérience témoin. 2. Déposer quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur la coquille d'oeuf 3. En utilisant le document suivant, faites une hypothèse sur sa composition (en cliquant à droite sur le minéral qui la compose selon vous) - Plusieurs réponses possibles. Choisissez en une seulement.
Calcite
Dolomite
Aragonite
Vatérite
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Protocole - test d'effervescence a l'hcl
1. Déposer quelques gouttes d’acide chlorhydrique sur le calcaire : cela correspond à votre expérience témoin. 2. Déposer quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur la coquille d'oeuf 3. En utilisant le document suivant, faites une hypothèse sur sa composition (en cliquant à droite sur le minéral qui la compose selon vous) - Plusieurs réponses possibles. Choisissez en une seulement.
Calcite
Dolomite
Aragonite
Vatérite
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La coquille de l’œuf se met en place dans l’appareil génital de la poule après les étapes de formation du jaune et du blanc. La coquille se forme à partir du fluide utérin présent dans l’appareil génital, il s’agit d’un liquide très riche en ions calcium (Ca2+) et en bicarbonate (HCO3-) et dans lequel des protéines sont présentes. Pour comprendre comment se fait la minéralisation de la coquille, on a fabriqué d’une part un liquide de même composition chimique que le fluide utérin mais sans protéine (contrôle) et d’autre part on a collecté du fluide utérin. On a ensuite laissé la précipitation du carbonate de calcium se faire, les résultats sont donnés ci-dessous en pourcentage de cristaux obtenus.
Menu
> La composition des os.
La partie externe de l'os, appelée os cortical, est un tissu osseux compact constitué d'unités cylindriques, les ostéons. Ces derniers sont formés de lamelles concentriques dans lesquelles se situent les ostéocystes, les cellules du tissu osseux. Entre ces cellules, les lamelles sont constituées de fibrilles de collagène (protéines sécrétées par les ostéocystes), et de matière minérale, les cristaux d'hydroxyapatite.
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> Evolution de la DMO au cours de la vie d'une femme et d'un homme.
> Photographie de cristaux d'hydroxyapatite extraits d'os observés au MEB.
La densité minérale osseuse (= DMO) est d'autant plus élevée que la quantité d'hydroxyapatite dans l'os est importante. Elle est déterminée sur une image de l'os obtenue grâce à un rayonnement X et est exprimée en g/cm². Par ailleurs, plus la DMO est basse, plus le taux de fractures des os augmente.
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> Coupe transversale d'une feuille d'epinard au microscope optique
Chez la plupart des végétaux, des cellules peuvent contenir des cristaux,
pouvant agir comme une protection face aux herbivores (toxicité, formation d'aiguilles perforant les
tubes digestifs...) ou permettant une forme de stockage du calcium.
Les cristaux d'oxalate de calcium (CaC2O4) peuvent présenter différentes formes et sont présents dans les feuilles et les tiges de très nombreuses familles de plantes.
On se propose d'observer les raphides d'une feuille de misère (Tradescantia zebrina)
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Protocole d'observation de raphides de feuille de misere au microscope polarisant
Matériel à disposition : - Feuille de misère- Lame, lamelle, eau distillée- Pointe lancéolée - Microscope avec polariseur
1) Déposez une goutte d'eau distillée au centre d'une lame2) Grattez délicatement la feuille de misère avec la pointe lancéolée de façon à récupérer quelques cellules végétales et raphides3) Déposez ce que vous avez récupérez dans la goutte d'eau (cela ne doit pas forcément être en grande quantité) 5) Recouvrez d'une lamelle 6) Observez au microscope en y ajoutant le polariseur
Prendre une capture d'écran, l'imprimer et la joindre à votre compte-rendu
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> Photographie de raphides observés au MEB
Lorsqu'un herbivore consomme une plante contenant des raphides (comme les épinards ou la rhubarbe), ceux-ci peuvent blesser la muqueuse de la bouche ou de l'oesophage. Si la plante contient en plus des substances toxiques, elles peuvent alors pénétrer plus facilement et entraîner des sympômes parfois sévères chez l'animal. De plus, l'oxalate de calcium est un irritant qui peut entraîner un oedème (gonflement) des muqueuses, des brûlures et la formation de vésicules lors du contact avec la peau.
Les cristaux du vivant 2024
Mme GRUBICA
Created on November 30, 2023
Activité en enseignement scientifique sur les cristaux chez les êtres vivants (Genially initialement réalisé par "Sophie SVT", retravaillé ensuite, un grand merci pour ce travail !)
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Les cr staux du v vant
Les cristaux sont très présents dans notre quotidien: sel, neige, gemmes... On trouve également des cristaux chez les êtres vivants.
> PROBLEME: Quelles structures cristallines existent chez les êtres vivants et quels sont leurs rôles?
Commencer !
CONSIGNE : A partir de l'étude des documents et du matériel, vous passerez 20 minutes sur chaque poste et durant les 15 minutes restantes, vous complèterez le tableau en annexe avec :
Poste 1 Les cristaux chez lES ANIMAUX
Les calculs rénaux
La coquille d'oeuf de poule
Les os
Poste 2 Les cristaux chez les VEGETAUX
Les raphides des végétaux
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Le métabolisme du calcium (permettant de réguler le taux de calcium dans le corps) chez l’homme peut entraîner une accumulation d’oxalate de calcium dans le sang. Filtré par le rein, il peut y cristalliser sous forme de « calculs » (De calculus = « caillou »)
Scanner d'un patient atteint de coliques nephrétiques : douleurs dues à la présence d'un "calcul" dans le système urinaire.(vue longitudinale de face à gauche et vue transversale à droite)
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Les calculs rénaux sont de petites pierres formées d’acides et de sels minéraux qui se trouvent dans les reins. Normalement, ces substances sont diluées dans l’urine. Toutefois, lorsque l’urine est concentrée, les minéraux peuvent se transformer en cristaux solides et former un calcul. La forme la plus fréquente est l'oxalate de calcium Ca(COO)2
Cristaux d'oxalate de calcium dans un échantillon d'urine
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> Les cristaux de la coquille d'oeuf
Les œufs des oiseaux ont la particularité d’être entourés d’une coquille carbonatée permettant une protection efficace de l’embryon en développement. Pour identifier le minéral qui la constitue, on se propose de réaliser un test à l'acide chlorhydrique (HCl).
Le calcaire est une roche sédimentaire carbonatée, composée d'au moins 50% de calcite (CaCO3). Lorsque l'on verse une goutte d'HCl sur celui-ci, on remarque une effervescence.
Matériel à disposition : - coquilles d’œuf et roche (calcaire)- Solution d’acide chlorhydrique à 10%- Gants et lunettes de protection
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1. Déposer quelques gouttes d’acide chlorhydrique sur le calcaire : cela correspond à votre expérience témoin. 2. Déposer quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur la coquille d'oeuf 3. En utilisant le document suivant, faites une hypothèse sur sa composition (en cliquant à droite sur le minéral qui la compose selon vous) - Plusieurs réponses possibles. Choisissez en une seulement.
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1. Déposer quelques gouttes d’acide chlorhydrique sur le calcaire : cela correspond à votre expérience témoin. 2. Déposer quelques gouttes d'acide chlorhydrique sur la coquille d'oeuf 3. En utilisant le document suivant, faites une hypothèse sur sa composition (en cliquant à droite sur le minéral qui la compose selon vous) - Plusieurs réponses possibles. Choisissez en une seulement.
Calcite
Dolomite
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La coquille de l’œuf se met en place dans l’appareil génital de la poule après les étapes de formation du jaune et du blanc. La coquille se forme à partir du fluide utérin présent dans l’appareil génital, il s’agit d’un liquide très riche en ions calcium (Ca2+) et en bicarbonate (HCO3-) et dans lequel des protéines sont présentes. Pour comprendre comment se fait la minéralisation de la coquille, on a fabriqué d’une part un liquide de même composition chimique que le fluide utérin mais sans protéine (contrôle) et d’autre part on a collecté du fluide utérin. On a ensuite laissé la précipitation du carbonate de calcium se faire, les résultats sont donnés ci-dessous en pourcentage de cristaux obtenus.
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> La composition des os.
La partie externe de l'os, appelée os cortical, est un tissu osseux compact constitué d'unités cylindriques, les ostéons. Ces derniers sont formés de lamelles concentriques dans lesquelles se situent les ostéocystes, les cellules du tissu osseux. Entre ces cellules, les lamelles sont constituées de fibrilles de collagène (protéines sécrétées par les ostéocystes), et de matière minérale, les cristaux d'hydroxyapatite.
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> Evolution de la DMO au cours de la vie d'une femme et d'un homme.
> Photographie de cristaux d'hydroxyapatite extraits d'os observés au MEB.
La densité minérale osseuse (= DMO) est d'autant plus élevée que la quantité d'hydroxyapatite dans l'os est importante. Elle est déterminée sur une image de l'os obtenue grâce à un rayonnement X et est exprimée en g/cm². Par ailleurs, plus la DMO est basse, plus le taux de fractures des os augmente.
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> Coupe transversale d'une feuille d'epinard au microscope optique
Chez la plupart des végétaux, des cellules peuvent contenir des cristaux, pouvant agir comme une protection face aux herbivores (toxicité, formation d'aiguilles perforant les tubes digestifs...) ou permettant une forme de stockage du calcium.
Les cristaux d'oxalate de calcium (CaC2O4) peuvent présenter différentes formes et sont présents dans les feuilles et les tiges de très nombreuses familles de plantes.
On se propose d'observer les raphides d'une feuille de misère (Tradescantia zebrina)
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Protocole d'observation de raphides de feuille de misere au microscope polarisant
Matériel à disposition : - Feuille de misère- Lame, lamelle, eau distillée- Pointe lancéolée - Microscope avec polariseur
1) Déposez une goutte d'eau distillée au centre d'une lame2) Grattez délicatement la feuille de misère avec la pointe lancéolée de façon à récupérer quelques cellules végétales et raphides3) Déposez ce que vous avez récupérez dans la goutte d'eau (cela ne doit pas forcément être en grande quantité) 5) Recouvrez d'une lamelle 6) Observez au microscope en y ajoutant le polariseur
Prendre une capture d'écran, l'imprimer et la joindre à votre compte-rendu
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> Photographie de raphides observés au MEB
Lorsqu'un herbivore consomme une plante contenant des raphides (comme les épinards ou la rhubarbe), ceux-ci peuvent blesser la muqueuse de la bouche ou de l'oesophage. Si la plante contient en plus des substances toxiques, elles peuvent alors pénétrer plus facilement et entraîner des sympômes parfois sévères chez l'animal. De plus, l'oxalate de calcium est un irritant qui peut entraîner un oedème (gonflement) des muqueuses, des brûlures et la formation de vésicules lors du contact avec la peau.